[0070] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0071] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0072] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和 /或它们的组合。
[0073] 如图1以及图2所示，本实施例提供了一种基于SOC状态估计的铅酸电池模糊控制方法，具体包括以下步骤：
[0074] 步骤S1：搭建微电网铅酸蓄电池充放电系统；
[0075] 步骤S2：根据物理学原理以及中立II型T-S模型的表达方法，建立微电网铅酸蓄电池充放电切换系统模型；
[0076] 步骤S3：考虑到铅酸蓄电池的储能状态对于微电网的稳定工作显得非常重要，针对微电网铅酸蓄电池储能状态问题设计基于SOC状态估计的控制器，使得储能状态的正确估计，并能保证系统的稳定运行和 性能。
[0077] 在本实施例中，步骤S1具体为：所述微电网铅酸蓄电池充放电系统包括微电网AC母线10、双向DC/AC模块20、铅酸蓄电池30、切换SOC估计器40、以及反馈控制器50。
[0078] 在本实施例中，步骤S2具体包括以下步骤：
[0079] 步骤S21：建立微电网铅酸蓄电池物理模型，如图3以及公式(1)所示：
[0080]
[0081] 式中，τ1＝R1C1，Cθ和Rθ是热电容器和电池与其环境之间的电阻，θa是电池周围环境的温度，Ps是电池内部产生的热源；R1是电阻、C1是电容、I1是通过R1的电流、Im是流过R1和C1并联支路的电流、Qe是额外充电能量、θ是电解液温度；
[0082] 定义符号Em，R0，R1，R2为：
[0083]
[0084] 式中，Em0，KE，R00，A0，R10，R20，A21，A22是铅酸蓄电池的常数；SOC 是指电池在给定温度θ下能够提供的最大容量的电量的满格指标，DOC是参考实际放电状态的电池充满程度的指标，在容量C(I，θ)的表达中使用的电流是Iavg＝I1， SOC是充电状态，那么：
[0085]
[0086] 式中，I*是参考电流，KC是给定I*的经验系数，DOC就是电荷深度，即：
[0087] DOC＝1-Qe/C(Iavg，θ) (4)
[0088] 寄生分支的行为实际上是强非线性的，采用下式用于匹配Tafel的充放电流关系：
[0089] Ip＝VPNGp0exp(VPN/Vp0+Ap(1-θ/θf)) (5)
[0090] 式中，θf是主要取决于电解液比重的电解质冷冻温度，，通常可以假设等于 -40℃；，对于铅酸蓄电池的参数Gp0，Vp0和Ap是常量；VPN表示R2和R0间的端点电压；；
[0091] 步骤S22：进一步建立微电网铅酸蓄电池充电模型；定义V为端电压，I为输入电流(放电为正，充电为负)， z2＝exp(VPN/Vp0+Ap(1-θ/θf))， z3＝R1，z4＝R2，z5＝R0；由(1)-(5)得：
[0092]
[0093] 式中，τ1＝R1C1，θa电池周围环境的温度，Ps是电池内部产生的热源；
[0094] 进一步定义，x(t)＝[I1 Qe θ V]T，并由(6)得到能源互联网铅酸蓄电池充电非线性模型：
[0095]
[0096] y(t)＝Cx(t) (7)
[0097] 式中，E＝diag{1，1，1，0}，u(t)＝I， 并且有
[0098]
[0099]
[0100] 选择z1-z5作为模糊前件变量，将(7)中的非线性系统用以下模糊系统表示：
[0101]
[0102] y(t)＝Cx(t) (9)
[0103] 式中， z(t)＝[z1，z2，…，z5] 是模糊前进变量， g表示模
糊集数量，r表示模糊规则数量， 是中立II型的模糊集，
μl[z(t)]表示模糊隶属度的下界， 表示模糊隶属度的上界，Al和Bl是非线性系统模型在z1-z5进行线性化 得到的系统矩阵：
[0104]
[0105] 步骤S23：进一步建立微电网铅酸蓄电池放电数学模型；由于在放电期间有和 忽略电阻器R2和整个寄生分支的影响；因此，得到放电系统的动力学方程如下：
[0106]
[0107] 定义 z2＝R0，z3＝R1，x(t)＝[I1 Qe θ V]T，并根据戴维南定理，写成状态空间的表达式如下：
[0108]
[0109] 式中，E＝diag{1，1，1，0}，u(t)＝I，
[0110] 选择z1-z3作为模糊前件变量，公式(11)中的非线性系统可以用以下模糊系统表示，
[0111]
[0112] y(t)＝Cx(t) (12)
[0113] 式中， z(t)＝[z1，z2，…，z5]， g表示模糊集数量，r表示模
糊规则数量， 是中立II型的模糊集，μl[z(t)]表示模糊
隶属度的下界， 表示模糊隶属度的上界，Al和Bl是非线性系统模型在z1-z3进行线性化 得到的系统矩阵，
[0114] 步骤S24：进一步建立微电网铅酸蓄电池充放电切换操作数学模型；随着公式 (9)和(12)得到：
[0115]
[0116] 式中x(t)＝[I1 Qe θ V]T，u(t)＝I，
[0117] 式中，A1l、A2l、B1l以及B2l中下标中的数字为1时表示系统在充电状态，为2 时表示系统在放电状态。
[0118] 在本实施例中，步骤S3具体包括以下步骤：
[0119] 步骤S31：考虑基于SOC状态估计器具有如下的结构：
[0120]
[0121] 式中： 是估计的状态， 是估计的系统输出，角标i等于1时表示系统在充电状态，角标i等于2时表示系统在放电状态，是
观测器的估计前件变量， g表
示模糊集数量，r表示模糊规则数量， 是第i个系统
中立II型的模糊集， 表示第i个系统模糊隶属度的下界， 表示第i个系
统模糊隶属度的上界，Ail和Bil是切换系统参数矩阵，Lil是要设计的切换系统观测器参数矩阵；
[0122] 考虑反馈控制器具有如下的结构：
[0123]
[0124] 式中： Kil是要设计的切换系统反馈控制器参数矩；
[0125] 定义 联立公式(13)，(14)，(15)得到如下的误差系统：
[0126]
[0127] 式中：
[0128]
[0129]
[0130] 步骤S32：Kil和Lil分别是要设计的切换系统反馈控制器参数矩阵和观测器参数矩阵，求解以下的矩阵不等式获得：
[0131]
[0132]
[0133] 式中： 是具有维数相当的矩阵，γ是性能指标；公式(18)内符号＊表示矩阵对称的部分。
[0134] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0135] 本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0136] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0137] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0138] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
